CN113147361B - 基于多动力源的功率分流动力系统 - Google Patents

基于多动力源的功率分流动力系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113147361B
CN113147361B CN202110532483.XA CN202110532483A CN113147361B CN 113147361 B CN113147361 B CN 113147361B CN 202110532483 A CN202110532483 A CN 202110532483A CN 113147361 B CN113147361 B CN 113147361B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
motor
clutch
differential
brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110532483.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113147361A (zh
Inventor
阮嘉赓
张斌
李德胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN202110532483.XA priority Critical patent/CN113147361B/zh
Publication of CN113147361A publication Critical patent/CN113147361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113147361B publication Critical patent/CN113147361B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/442Series-parallel switching type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Abstract

本发明设计了基于多动力源的功率分流动力系统,通过采用发动机加电机/发电机驱动后轴与双电机加行星齿轮驱动前轴的多轴驱动形式在提高动力系统效率的同时,改善车辆应对复杂路况的响应能力。相较于现有其他动力系统,本方案通过四轮分布式驱动结构,降低了车辆对于各驱动电机的功率和扭矩需求,进而缩小了电机的效率波动区间,同时有利于提高发动机的工作效率。通过设置电机的外特性曲线和与之配对的行星齿轮减速比范围及能量管理策略,可以进一步提升多动力源‑多档位‑多轴协同驱动系统的工作效率。

Description

基于多动力源的功率分流动力系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域,特别涉及到一种基于多动力源的混合动力汽车动力系统。
背景技术
随着世界各国越来越重视环境保护和提倡节能,提高汽车能量利用效率和减少汽车排放便成为至今仍炙手可热的话题,这也是当今汽车工业的未来战略布局和主要研究方向。混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)是指驱动系统由两个或多个能够同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由不同驱动系统单独或共同提供,目前普遍的混合动力汽车是由传统内燃机和电机作为动力源单独或共同工作为汽车提供所需要的能量。与传统汽车相比,混合动力汽车(HEVs)/插电式混合动力汽车(PHEVs)因为电机辅助发动机进行工作,从而可以使发动机工作在高效率区域范围内,可以更加明显的节约能量和提高燃油效率;与纯电动汽车(EV)相比,混合动力汽车(HEVs)/插电式混合动力汽车(PHEVs)因为其具有发动机和电机多个动力源从而可以保证其出行里程。综上所述,集燃油汽车和电动汽车于一体的混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)被认为是当下时期绿色出行不错的选择。
针对混合动力汽车(HEVs)/插电式混合动力汽车(PHEVs)来说,提高经济性的主要方向是改进汽车动力系统结构或制定更好的能量管理策略来减少燃油的消耗。其中,动力系统结构是制定能量管理策略的基础,在动力系统结构设计方面,主要通过改变发动机和电机的布置形式或者通过利用行星齿轮来改变其动力系统结构。目前国内外混合动力系统结构形式主要为串联式、并联式和功率分流式,串联式动力系统仅由电机提供动力,发动机仅在电池电量较低时带动发电机给电池充电或者为电机提供电能,虽然发动机可以工作在高效率区域内,但是发动机不能作为直接动力源来驱动车辆,二次能量转换使得其在高速行驶工况下的效率甚至低于传统燃油汽车。并联式动力系统结构包含离合器、发动机和电机等装置,发动机和电机可以一起提供动力,根据电机相对发动机和变速箱位置的不同可以将其分为P0、P1、P2、P3、P4五种构型,虽然发动机和电机可以独自或者一起为车辆提供动力,但在电机工作的时候不能进行发电,从而限制了纯电动行驶里程和工作时间,由于大多数只有单个电机进行能量回收,在制动能量回收阶段不能够对能量进行很好地回收利用。功率分流式动力系统结构中较为常见的是利用行星齿轮将发动机、电机和驱动轴连接,虽然兼具了串联动力系统结构和并联动力系统结构的优点,但是由于行星齿轮结构特性,使得发动机、发电机和电机存在转速关系和转矩关系的限制,不能充分发挥出串联和并联结构的特点。
重庆青山工业有限责任公司的毛江等人申请的中国发明专利CN201710070469.6公开了一种混合动力汽车动力系统,该动力系统中发动机通过离合器与行星排太阳轮连接,电机与行星排外齿圈连接来提高换挡平顺性和工作效率,通过两个离合器、单个锁止离合器可以实现单发动机模式、纯电动模式、混动模式、充电模式以及能量回收模式等驱动模式,但是该系统并未考虑增加发电机以改善发动机工作,因而发动机的工作效率提升有限。綦江齿轮传动有限公司邹婵申请的中国专利CN201521051061.7公开了一种混联式混合动力汽车的行星机构变速器,使结构变得紧凑,提高了混联式混合动力系统的可靠性,但是该动力系统由于采用双行星齿轮机构,使得结构较为复杂,成本较高,且控制起来较为困难。
合肥工业大学吴景铼等人申请的中国专利CN202010321972.6公开了一种用于纯电动汽车的基于行星齿轮的双电机电动汽车驱动系统,但是其只考虑了通过双电机加行星齿轮结构以设计一种新的适用于纯电动汽车的动力系统结构,此外,在其结构设计中,仅单轴驱动车辆,没有考虑多轴协同驱动系统在设计与控制上的不同点。在本专利中,通过在后轮增加发动机和电机/发电机不仅可以避免纯电动车辆续驶里程的困扰,而且通过前后轮动力源协同工作进一步压缩了每个电机的效率波动范围,通过合理设计电机特性和变速比值可进一步提升效率。
发明内容:
本发明设计了一种用于四轮驱动混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)的多动力源-多档位-多轴协同驱动功率分流系统,通过采用发动机加电机/发电机驱动后轴与双电机加行星齿轮驱动前轴的多轴驱动形式在提高动力系统效率的同时,改善车辆应对复杂路况的响应能力,进一步挖掘混联式动力系统结构的潜力。前轮依靠两个电机连接到行星齿轮为其提供动力,后轮依靠发动机加一个电机/发电机为其提供动力或供电,相较于现有其他混联式动力系统,本方案通过四轮分布式驱动结构,降低了车辆对于各驱动电机的功率和扭矩需求,进而缩小了电机的效率波动区间;此外,前后轮布置的结构形式在发动机带动发电机工作时不需要考虑与其他装置的耦合影响,更有利于发动机工作在高效率区间,通过合理设置电机的外特性曲线和与之配对的行星齿轮减速比范围及适当的能量管理策略,可以进一步提升多动力源-多档位-多轴协同驱动系统的工作效率。
基于多动力源的功率分流动力系统主要由以下几部分组成:
1发动机 2发动机曲轴 3第一电机 4第一电机轴 5第二电机 6第二电机轴 7制动器 8第一齿轮 9第二齿轮 10制动器 11第三齿轮 12第四齿轮 13太阳轮 14行星轮 15齿圈 16行星架 17第五齿轮 18第六齿轮 19输出轴 20第一差速器 21前轮 22电池 23后轮24第二差速器 25第七齿轮 26第八齿轮 27离合器 28第三电机 29第三电机轴 30离合器
具体方案为:
本发明设计中,后轮通过发动机和第三电机来进行驱动或根据需要为电池和驱动电机提供电能,通过与第一电机和第二电机的组合可实现串联驱动模式、并联驱动模式以及混联驱动模式以适应汽车在不同行驶工况下的需求。当电池不足以维持汽车工作在纯电动模式下时,发动机带动第三电机来给电池和驱动电机提供电能以维持电机一或电机二正常工作;当电机一和电机二无法满足车辆动力需求时,发动机和第三电机共同参与车辆驱动为车辆提供良好的爬坡性能和加速性能;当电池处于较低荷电状态下时,此时第三电机作为发电机,发动机辅助第一电机和第二电机驱动车辆,发电机将发动机多余的能量输出转换为电能存储在电池中。
本发明的积极效果如下:
本发明提出了一种基于多动力源的功率分流动力系统结构,可用于混合动力汽车(HEV)/插电式混合动力汽车(PHEV)动力传递。该动力系统中,后轮依靠发动机和第三电机提供动力,第三电机可以将发动机多余的动力转换成电能存储到电池中,同时也可以作为驱动电机进行辅助驱动;前轮则依靠双电机加行星齿轮的耦合方式进行驱动,整个系统可以实现全轮驱动。本文所提出的混合动力系统结构对提升车辆动力性和可靠性具有良好效果,后轮通过采用发动机和电机的驱动形式,增加了车辆驱动模式,解决了纯电动车辆行驶中电池能量不足以及驱动模式单一的问题。本文所提出的动力系统在结构设计上要优于目前利用行星齿轮将发动机和电机动力耦合进行输出的单轴动力系统,通过后轮采用发动机加电机/发电机驱动形式,可以将发动机单独进行控制,提高动力系统实时响应能力,保障车辆动力性。在制动力矩需求较大的情况下,本文所提出的动力系统中的发动机和第三电机同样可以提供制动力矩以使车辆能够快速制动。
附图说明:
图1是本发明系统结构示意图。
具体实施方式:
本技术发明方案构型如图1所示,系统包括发动机1、发动机曲轴2、第一电机3、第一电机轴4、第二电机5、第二电机轴6、第一制动器7、第一齿轮8、第二齿轮9、第二制动器10、第三齿轮11、第四齿轮12、太阳轮13、行星轮14、齿圈15、行星架16、第五齿轮17、第六齿轮18、差速器输入轴19、第一差速器20、前轮21、电池22、后轮23、第二差速器24、第七齿轮25、第八齿轮26、第一离合器27、第三电机28、第三电机轴29和第二离合器30。
发动机1的发动机曲轴2通过第一离合器27与第三电机28连接,第三电机28的第三电机轴29通过第二离合器30与第八齿轮26连接,第八齿轮26和第七齿轮25组成齿轮对,第七齿轮25与第二差速器24的输入轴固联,第二差速器24将动力传递给后轮23,第一电机3的第一电机轴4与第三齿轮11连接,第三齿轮11和第四齿轮12组成齿轮对,第四齿轮12空套于行星排的太阳轮13的输入轴且右端与行星排的齿圈15固联,第二制动器10与齿圈15连接,第二电机5的第二电机轴6与第一齿轮8固联,第一齿轮8和第二齿轮9组成齿轮对,第一制动器7与第二齿轮9连接,第二齿轮9与行星排的太阳轮13固联,行星架16通过行星轮14与太阳轮13、齿圈15相啮合,第五齿轮17与行星排的行星架16固联,第五齿轮17和第六齿轮18组成齿轮对,第六齿轮18与第一差速器20的输入轴19固联,第一差速器20将动力传递给前轮21,第一电机3、第二电机5和第三电机28分别与电池22通过电路进行连接。
该方案可以提供多种驱动模式,具体实施方式如下所示:
单电机模式1(EV_1):第一电机3工作,发动机1、第二电机5和第三电机28不工作,第一制动器7结合,第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30断开,动力输出路线为:
3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
单电机模式2(EV_2):第二电机5工作,发动机1、第一电机3和第三电机28不工作,第一制动器7断开,第二制动器10结合,第一离合器27和第二离合器30断开,动力输出路线为:
5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
双电机模式(EV_3):第一电机3和第二电机5同时工作,发动机1和第三电机28不工作,第一制动器7断开,第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30断开,动力输出路线有2条:
a)3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
b)5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
串联混动模式1(S_1):第一电机3工作,第二电机5不工作,发动机1带动第三电机28发电并向电池22和第一电机3提供电能,第一制动器7结合,第二制动器10断开,第一离合器27结合,第二离合器30断开,动力输出路线为:
3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
串联混动模式2(S_2):第二电机5工作,第一电机3不工作,发动机1带动第三电机28发电并向电池22和第二电机5提供电能,第一制动器7断开,第二制动器10结合,第一离合器27结合,第二离合器30断开,动力输出路线为:
5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
串联混动模式3(S_3):第一电机3和第二电机5同时工作,发动机1带动第三电机28发电并向电池22、第一电机3和第二电机5提供电能,第一制动器7和第二制动器10同时断开,第一离合器27结合,第二离合器30断开,动力输出路线有两条:
a)3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
b)5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
并联混动模式1(P_1):发动机1、第一电机3和第三电机28工作,第二电机5不工作,第一制动器7结合,第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30结合,动力输出路线有3条:
a)1->2->27->28->29->30->26->25->24->23;
b)3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
c)28->29->30->26->25->24->23;
并联混动模式2(P_2):发动机1、第二电机5和第三电机28工作,第一电机3不工作,第一制动器7断开,第二制动器10结合,第一离合器27和第二离合器30结合,动力输出路线有3条:
a)1->2->27->28->29->30->26->25->24->23;
b)5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
c)28->29->30->26->25->24->23;
并联混动模式3(P_3):发动机1、第一电机3、第二电机5和第三电机28工作,第一制动器7和第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30结合,动力输出路线有4条:
a)1->2->27->28->29->30->26->25->24->23;
b)3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
c)5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
d)28->29->30->26->25->24->23;
串并联式混动模式1(SP_1):发动机1和第一电机3工作,第二电机5不工作,发动机带动第三电机28发电并向电池22和第一电机3提供电能,第一制动器7结合,第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30结合,动力输出路线有2条:
a)1->2->27->28->29->30->26->25->24->23;
b)3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
串并联式混动模式2(SP_2):发动机1和第二电机5工作,第一电机3不工作,发动机1带动第三电机28发电并向电池22和第二电机5提供电能,第一制动器7断开,第二制动器10结合,第一离合器27和第二离合器30结合,动力输出路线有2条:
a)1->2->27->28->29->30->26->25->24->23;
b)5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
串并联式混动模式3(SP_3):发动机1、第一电机3、第二电机5工作,发动机1带动第三电机28发电并向电池22、第一电机3和第二电机5提供电能,第一制动器7和第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30结合,动力输出路线有3条:
a)1->2->27->28->29->30->26->25->24->23;
b)3->4->11->12->15->14->16->17->18->19->20->21;
c)5->6->8->9->13->14->16->17->18->19->20->21;
能量制动回收模式1(B_1):第一电机3和第二电机5同时发电,发动机1和第三电机28不工作,第一制动器7和第二制动器10断开,第一离合器27和第二离合器30断开,能量回收路线有2条:
a)21->20->19->18->17->16->14->15->12->11->4->3;
b)21->20->19->18->17->16->14->13->9->8->6->5;
能量制动回收模式2(B_2):第一电机3、第二电机5和第三电机28同时发电,发动机1不工作,第一制动器7和第二制动器10断开,第一离合器27断开,第二离合器30结合,动力输出路线有3条:
a)21->20->19->18->17->16->14->15->12->11->4->3;
b)21->20->19->18->17->16->14->13->9->8->6->5;
c)23->24->25->26->30->29->28。
表1.各部件在不同模式下的工作状态
Figure BDA0003068417910000081
Figure BDA0003068417910000091

Claims (1)

1.基于多动力源的功率分流动力系统,其特征在于:
包括发动机(1)、发动机曲轴(2)、第一电机(3)、第一电机轴(4)、第二电机(5)、第二电机轴(6)、第一制动器(7)、第一齿轮(8)、第二齿轮(9)、第二制动器(10)、第三齿轮(11)、第四齿轮(12)、太阳轮(13)、行星轮(14)、齿圈(15)、行星架(16)、第五齿轮(17)、第六齿轮(18)、差速器输入轴(19)、第一差速器(20)、前轮(21)、电池(22)、后轮(23)、第二差速器(24)、第七齿轮(25)、第八齿轮(26)、第一离合器(27)、第三电机(28)、第三电机轴(29)和第二离合器(30);
发动机(1)的发动机曲轴(2)通过第一离合器(27)与第三电机(28)连接,第三电机(28)的第三电机轴(29)通过第二离合器(30)与第八齿轮(26)连接,第八齿轮(26)和第七齿轮(25)组成齿轮对,第七齿轮(25)与第二差速器(24)的输入轴固联,第二差速器(24)将动力传递给后轮(23),第一电机(3)的第一电机轴(4)与第三齿轮(11)连接,第三齿轮(11)和第四齿轮(12)组成齿轮对,第四齿轮(12)空套于行星排的太阳轮(13)的输入轴且右端与行星排的齿圈(15)固联,第二制动器(10)与齿圈(15)连接,第二电机(5)的第二电机轴(6)与第一齿轮(8)固联,第一齿轮(8)和第二齿轮(9)组成齿轮对,第一制动器(7)与第二齿轮(9)连接,第二齿轮(9)与行星排的太阳轮(13)固联,行星架(16)通过行星轮(14)与太阳轮(13)、齿圈(15)相啮合,第五齿轮(17)与行星排的行星架(16)固联,第五齿轮(17)和第六齿轮(18)组成齿轮对,第六齿轮(18)与第一差速器(20)的输入轴(19)固联,第一差速器(20)将动力传递给前轮(21),第一电机(3)、第二电机(5)和第三电机(28)分别与电池(22)通过电路进行连接;提供多种驱动模式,具体如下所示:
单电机模式1(EV_1):第一电机(3)工作,发动机(1)、第二电机(5)和第三电机(28)不工作,第一制动器(7)结合,第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)断开,动力输出路线为:
第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
单电机模式2(EV_2):第二电机(5)工作,发动机(1)、第一电机(3)和第三电机(28)不工作,第一制动器(7)断开,第二制动器(10)结合,第一离合器(27)和第二离合器(30)断开,动力输出路线为:
第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
双电机模式(EV_3):第一电机(3)和第二电机(5)同时工作,发动机(1)和第三电机(28)不工作,第一制动器(7)断开,第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)断开,动力输出路线有2条:
a)第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
b)第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
串联混动模式1(S_1):第一电机(3)工作,第二电机(5)不工作,发动机(1)带动第三电机(28)发电并向电池(22)和第一电机(3)提供电能,第一制动器(7)结合,第二制动器(10)断开,第一离合器(27)结合,第二离合器(30)断开,动力输出路线为:
第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
串联混动模式2(S_2):第二电机(5)工作,第一电机(3)不工作,发动机(1)带动第三电机(28)发电并向电池(22)和第二电机(5)提供电能,第一制动器(7)断开,第二制动器(10)结合,第一离合器(27)结合,第二离合器(30)断开,动力输出路线为:
第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
串联混动模式3(S_3):第一电机(3)和第二电机(5)同时工作,发动机(1)带动第三电机(28)发电并向电池(22)、第一电机(3)和第二电机(5)提供电能,第一制动器(7)和第二制动器(10)同时断开,第一离合器(27)结合,第二离合器(30)断开,动力输出路线有两条:
a)第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
b)第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
并联混动模式1(P_1):发动机(1)、第一电机(3)和第三电机(28)工作,第二电机(5)不工作,第一制动器(7)结合,第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)结合,动力输出路线有3条:
a)发动机(1)->发动机曲轴(2)->第一离合器(27)->第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
b)第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
c)第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
并联混动模式2(P_2):发动机(1)、第二电机(5)和第三电机(28)工作,第一电机(3)不工作,第一制动器(7)断开,第二制动器(10)结合,第一离合器(27)和第二离合器(30)结合,动力输出路线有3条:
a)发动机(1)->发动机曲轴(2)->第一离合器(27)->第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
b)第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
c)第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
并联混动模式3(P_3):发动机(1)、第一电机(3)、第二电机(5)和第三电机(28)工作,第一制动器(7)和第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)结合,动力输出路线有4条:
a)发动机(1)->发动机曲轴(2)->第一离合器(27)->第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
b)第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
c)第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
d)第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
串并联式混动模式1(SP_1):发动机(1)和第一电机(3)工作,第二电机(5)不工作,发动机带动第三电机(28)发电并向电池和第一电机(3)提供电能,第一制动器(7)结合,第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)结合,动力输出路线有2条:
a)发动机(1)->发动机曲轴(2)->第一离合器(27)->第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
b)第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
串并联式混动模式2(SP_2):发动机(1)和第二电机(5)工作,第一电机(3)不工作,发动机(1)带动第三电机(28)发电并向电池和第二电机(5)提供电能,第一制动器(7)断开,第二制动器(10)结合,第一离合器(27)和第二离合器(30)结合,动力输出路线有2条:
a)发动机(1)->发动机曲轴(2)->第一离合器(27)->第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
b)第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
串并联式混动模式3(SP_3):发动机(1)、第一电机(3)、第二电机(5)工作,发动机(1)带动第三电机(28)发电并向电池(22)、第一电机(3)和第二电机(5)提供电能,第一制动器(7)和第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)结合,动力输出路线有3条:
a)发动机(1)->发动机曲轴(2)->第一离合器(27)->第三电机(28)->第三电机轴(29)->第二离合器(30)->第八齿轮(26)->第七齿轮(25)->第二差速器(24)->后轮(23);
b)第一电机(3)->第一电机轴(4)->第三齿轮(11)->第四齿轮(12)->齿圈(15)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
c)第二电机(5)->第二电机轴(6)->第一齿轮(8)->第二齿轮(9)->太阳轮(13)->行星轮(14)->行星架(16)->第五齿轮(17)->第六齿轮(18)->差速器输入轴(19)->第一差速器(20)->前轮(21);
能量制动回收模式1(B_1):第一电机(3)和第二电机(5)同时发电,发动机(1)和第三电机(28)不工作,第一制动器(7)和第二制动器(10)断开,第一离合器(27)和第二离合器(30)断开,能量回收路线有2条:
a)前轮(21)->第一差速器(20)->差速器输入轴(19)->第六齿轮(18)->第五齿轮(17)->行星架(16)->行星轮(14)->齿圈(15)->第四齿轮(12)->第三齿轮(11)->第一电机轴(4)->第一电机(3);
b)前轮(21)->第一差速器(20)->差速器输入轴(19)->第六齿轮(18)->第五齿轮(17)->行星架(16)->行星轮(14)->太阳轮(13)->第二齿轮(9)->第一齿轮(8)->第二电机轴(6)->第二电机(5);
能量制动回收模式2(B_2):第一电机(3)、第二电机(5)和第三电机(28)同时发电,发动机(1)不工作,第一制动器(7)和第二制动器(10)断开,第一离合器(27)断开,第二离合器(30)结合,动力输出路线有3条:
a)前轮(21)->第一差速器(20)->差速器输入轴(19)->第六齿轮(18)->第五齿轮(17)->行星架(16)->行星轮(14)->齿圈(15)->第四齿轮(12)->第三齿轮(11)->第一电机轴(4)->第一电机(3);
b)前轮(21)->第一差速器(20)->差速器输入轴(19)->第六齿轮(18)->第五齿轮(17)->行星架(16)->行星轮(14)->太阳轮(13)->第二齿轮(9)->第一齿轮(8)->第二电机轴(6)->第二电机(5);
c)后轮(23)->第二差速器(24)->第七齿轮(25)->第八齿轮(26)->第二离合器(30)->第三电机轴(29)->第三电机(28)。
CN202110532483.XA 2021-05-17 2021-05-17 基于多动力源的功率分流动力系统 Active CN113147361B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110532483.XA CN113147361B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 基于多动力源的功率分流动力系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110532483.XA CN113147361B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 基于多动力源的功率分流动力系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113147361A CN113147361A (zh) 2021-07-23
CN113147361B true CN113147361B (zh) 2022-09-30

Family

ID=76876425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110532483.XA Active CN113147361B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 基于多动力源的功率分流动力系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113147361B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116238314B (zh) * 2023-01-07 2024-03-15 中国农业大学 一种混合动力拖拉机分布式驱动系统及其控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102133856A (zh) * 2010-01-25 2011-07-27 北京理工大学 一种双电机转速耦合驱动总成
KR101459474B1 (ko) * 2013-10-07 2014-11-20 현대자동차 주식회사 4륜 구동 하이브리드 차량용 변속장치
CN105599584A (zh) * 2016-03-15 2016-05-25 山东理工大学 一种多电机-轻混双轴驱动耦合的插电式混合动力系统
CN107585016A (zh) * 2017-09-22 2018-01-16 吉林大学 一种配置开放绕组电机的四驱车辆混合动力系统
CN108422851A (zh) * 2018-04-04 2018-08-21 合肥工业大学 一种多模式多档位四驱混合动力传动系统
CN109177716B (zh) * 2018-08-17 2019-11-26 宁波上中下自动变速器有限公司 用于混合动力车辆的动力系统
CN109733178B (zh) * 2018-12-05 2021-06-22 江苏大学 一种多电机混合动力系统及其控制方法
CN209320674U (zh) * 2018-12-28 2019-08-30 广州汽车集团股份有限公司 混合动力耦合系统及车辆
CN109849644B (zh) * 2019-03-15 2020-11-24 中国汽车技术研究中心有限公司 一种四驱混合动力装置
CN111591121A (zh) * 2020-04-22 2020-08-28 合肥工业大学 一种基于行星齿轮的双电机电动汽车驱动系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113147361A (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100595085C (zh) 插电式集成起动发电机混合动力轿车驱动系统
CN110962571B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN210526287U (zh) 两档混合动力耦合系统及车辆
WO2019154077A1 (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN107599823B (zh) 差动多模混合动力车辆驱动系统
CN111114278B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN109228842B (zh) 一种混合动力汽车驱动系统
CN102514479A (zh) 增程式电动汽车动力系统
CN111114284A (zh) 功率分流混合动力耦合系统及车辆
CN111055672A (zh) 两挡混合动力耦合系统及车辆
CN111319449A (zh) 混合动力耦合系统及车辆
CN113815399A (zh) 一种双两档位双电机混动系统
CN210174606U (zh) 混合动力汽车及其传动系统
CN111114276B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN113147361B (zh) 基于多动力源的功率分流动力系统
CN106114195B (zh) 一种多模四驱混合动力传动驱动装置
CN107599821B (zh) 双模六速比混合动力车辆驱动系统
CN111114279B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN111688470B (zh) 一种串并联构型插电式混合动力系统及其控制方法
CN110116615B (zh) 一种重型商用汽车用并联混合动力变速器
CN109849641B (zh) 一种履带车辆用串混联机电复合传动装置
CN111114277B (zh) 混合动力驱动系统及车辆
CN107672441B (zh) 一种混合动力系统
CN111301146A (zh) 混合动力耦合系统及车辆
CN112277619A (zh) 两档混合动力耦合系统及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant